DE4009858A1 - Verfahren zur herstellung einer mehrschichtigen lackierung und fuer dieses verfahren geeignete waessrige basislacke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen, schützenden und/oder dekora­ tiven Lackierung, bei dem

• (1) als Basislack ein wäßriger pigmentierter Basis­ lack auf die Substratoberfläche aufgebracht wird
• (2) aus dem in Stufe (1) aufgebrachten Lack ein Poly­ merfilm gebildet wird
• (3) auf der so erhaltenen Basisschicht ein transpa­ renter Decklack aufgebracht wird und anschließend
• (4) die Basisschicht zusammen mit dem Decklack einge­ brannt wird.

Bei diesem Verfahren handelt es sich um das gut be­ kannte base coat/clear coat-Verfahren, das vor allem in der Automobilindustrie zur Herstellung hochwerti­ ger Decklackierungen, insbesondere Metalleffekt­ lackierungen eingesetzt wird (vgl. z. B. EP-A-38 127, EP-A-89 497 und DE-OS-36 28 124).

Die Erfindung betrifft auch wäßrige Lacke, die in dem o.g. Verfahren als Basislacke eingesetzt werden kön­ nen.

Bei dem in Rede stehenden basecoat/clearcoat-Verfah­ ren werden im überwiegenden Maße Basislacke einge­ setzt, die als Verdünnungs- und/oder Lösemittel aus­ schließlich organische Lösemittel enthalten.

Die Lackindustrie ist aus ökologischen und ökonomi­ schen Gründen bestrebt, einen möglichst großen Teil der organischen Lösemittel durch Wasser zu ersetzen. Es besteht ein großer Bedarf an wäßrigen Basislacken, die im oben beschriebenen basecoat/clearcoat-Verfah­ ren verwendbar sind. Ein wesentliches Merkmal des basecoat/clearcoat-Verfahrens besteht darin, daß der transparente Decklack auf die noch nicht eingebrannte Basisschicht lackiert wird und erst danach Basis­ schicht und Decklack gemeinsam eingebrannt werden (Naß-in-Naß-Verfahren).

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Auf­ gabenstellung besteht in der Bereitstellung neuer wäßriger Lacke, die als Basislacke für das base­ coat/clearcoat-Verfahren verwendbar sind. Diese Auf­ gabe wird überraschenderweise durch die Bereit­ stellung von wäßrigen, pigmentierten Lacken gelöst, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie ein wasser­ verdünnbares Polyacrylatharz enthalten, das erhält­ lich ist, indem

• (I)
  • (a1) 40 bis 90, vorzugsweise 40 bis 80 Gew.-% ei­ nes im wesentlichen carboxylgruppenfreien (Meth)acrylsäureesters oder eines Gemisches aus solchen (Meth)acrylsäureestern
  • (a2) 0 bis 45, vorzugsweise 4 bis 34 Gew.-% eines ethylenisch ungesättigten Monomeren, das mindestens eine Hydroxylgruppe pro Molekül trägt und im wesentlichen carboxylgruppen­ frei ist oder eines Gemisches aus solchen Monomeren und
  • (a3) 0 bis 40, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-% ei­ nes im wesentlichen carboxylgruppenfreien, von (a1) und (a2) verschiedenen ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren
• zu einem organischen Lösemittel oder Lösemittel­ gemisch gegeben und in Gegenwart mindestens eines Polymerisationsinitiators polymerisiert werden, und
• (II)
  nachdem mindestens 80 Gew.-% der in Stufe (I) zugege­ benen Monomeren umgesetzt worden sind
  • (b1) 2,5 bis 15, vorzugsweise 3 bis 7 Gew.-% eines mindestens eine Carboxylgruppe pro Molekül tra­ genden ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren und
  • (b2) 0 bis 60, vorzugsweise 0 bis 28 Gew.-% eines im wesentlichen carboxylgruppenfreien ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren
• zugegeben werden und weiterpolymerisiert wird und
• (III)
  das nach Beendigung der Polymerisation erhaltene Po­ lyacrylatharz zumindest teilweise neutralisiert und in Wasser dispergiert wird, wobei die Summe der Ge­ wichtsanteile von (a1), (a2), (a3), (b1) und (b2) stets 100 Gew.-% ergibt und (a1), (a2), (a3), (b1) und (b2) in Art und Menge so ausgewählt werden, daß das aus (a1), (a2), (a3), (b1) und (b2) erhaltene Po­ lyacrylatharz eine Hydroxylzahl von 0 bis 200, vor­ zugsweise 20 bis 120, eine Säurezahl von 20 bis 100, vorzugsweise 25 bis 50 und eine Glasübergangstempera­ tur (T_G) von -40 bis +60°C vorzugsweise -20 bis +40°C, aufweist.

Die erfindungsgemäß eingesetzten wasserverdünnbaren Polyacrylatharze ermöglichen die Formulierung von Ba­ sislacken, die - insbesondere im Vergleich zu bekann­ ten polyacrylatharzhaltigen Basislacken - einen er­ höhten Feststoffgehalt und eine geringere Läufernei­ gung aufweisen. Außerdem führt der Einsatz der erfin­ dungsgemäßen wasserverdünnbaren Polyacrylatharze ins­ besondere in polyurethanhaltigen Basislacken zu einer Stabilisierung gegenüber schwankender Scherbelastung. Insbesondere bei Belastung durch schwache Scherkräfte treten gegenüber dem Stand der Technik geringere bzw. keine Viskositätserniedrigungen auf. Das hat ein ver­ bessertes Absetzverhalten, einfachere Handhabbarkeit und erhöhte Applikationssicherheit zur Folge.

Bevor die Herstellung der erfindungswesentlichen, wasserverdünnbaren Polyacrylatharze näher beschrieben wird, werden zwei Begriffsklärungen vorausgeschickt:

• 1.) Als Abkürzung für "Methacrylsäure- oder Acryl­ säure-" wird gelegentlich (Meth)acrylsäure- ver­ wendet.
• 2.) Die Formulierung "im wesentlichen carboxylgrup­ penfrei" soll ausdrücken, daß die Komponenten (a1), (a2), (a3) und (b2) einen geringen Car­ boxylgruppengehalt (höchstens aber soviel, daß ein aus den Komponenten (a1), (a2), (a3) und (b2) hergestelltes Polyacrylatharz eine Säurezahl von höchstens 10 hat) aufweisen können. Es ist aber bevorzugt, daß der Carboxylgruppengehalt der Kom­ ponenten (a1), (a2), (a3) und (b2) so niedrig wie möglich gehalten wird. Besonders bevorzugt werden völlig carboxylgruppenfreie (a1), (a2), (a3) und (b2)-Komponenten eingesetzt.

Zur Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden Polyacrylatharze kann als Komponente (a1) jeder mit (a2), (a3), (b1) und (b2) copolymerisierbare, im we­ sentlichen carboxylgruppenfreie Ester der (Meth)­ acrylsäure oder ein Gemisch aus solchen (Meth)acryl­ säureestern eingesetzt werden. Als Beispiele werden Alkylacrylate und Alkylmethacrylate mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wie z. B. Me­ thyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Hexyl-, Ethylhexyl-, Stearyl- und Laurylacrylat und -methacrylat und cy­ cloaliphatische (Meth)acrylsäureester, wie z. B. Cy­ clohexyl(meth)acrylat, genannt. Bevorzugt werden Ge­ mische aus Alkylacrylaten und/oder Alkylmethacrylaten als (a1)-Komponente eingesetzt, die zu mindestens 25 Gew.-% aus n-Butyl- und/oder t-Butylacrylat und/ oder n-Butyl- und/oder t-Butylmethyacrylat bestehen.

Als Komponente (a2) können alle mit (a1), (a3), (b1) und (b2) copolymerisierbaren ethylenisch ungesättig­ ten Monomere, die mindestens eine Hydroxylgruppe pro Molekül tragen und im wesentlichen carboxylgruppen­ frei sind, oder ein Gemisch aus solchen Monomeren eingesetzt werden. Als Beispiele werden Hydroxyalkyl­ ester der Acrylsäure, Methacrylsäure oder einer ande­ ren α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure ge­ nannt. Diese Ester können sich von einem Alkylengly­ kol ableiten, das mit der Säure verestert ist, oder sie können durch Umsetzung der Säure mit einem Alky­ lenoxid erhalten werden. Als Komponente (a2) werden vorzugsweise Hydroxyalkylester der Acrylsäure und Methacrylsäure, in denen die Hydroxyalkylgruppe bis zu 4 Kohlenstoffatomen enthält, Umsetzungsprodukte aus cyclischen Estern, wie z. B. ε-Caprolacton und diesen Hydroxyalkylestern oder Mischungen aus diesen Hydro­ xyalkylestern bzw. ε-caprolactonmodifizierten Hydro­ xyalkylestern eingesetzt. Als Beispiele für derartige Hydroxyalkylester werden 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hy­ droxypropylacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydro­ xypropylmethacrylat, 3-Hydroxypropylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat und 4-Hydroxybutylmethacrylat genannt. Entsprechende Ester von anderen ungesättigten Säuren, wie z. B. Eth­ acrylsäure, Crotonsäure und ähnliche Säuren mit bis zu etwa 6 Kohlenstoffatomen pro Molekül, können auch eingesetzt werden.

Als Komponente (a3) können alle mit (a1), (a2), (b1) und (b2) copolymerisierbaren, im wesentlichen carb­ oxylgruppenfreien, von (a1) und (a2) verschiedenen ethylenisch ungesättigten Monomere oder Gemische aus solchen Monomeren eingesetzt werden. Als Komponente (a3) werden vorzugsweise vinylaromatische Kohlen­ wasserstoffe, wie Styrol, α-Alkylstyrol und Vinylto­ luol, eingesetzt.

Die erfindungsgemäß verwendeten Polyacrylatharze wer­ den hergestellt, indem in Stufe (I) die Komponente (a1) gegebenenfalls zusammen mit (a2) und gegebenen­ falls zusammen mit (a3) in einem organischen Löse­ mittel oder Lösemittelgemisch in Gegenwart mindestens eines Polymerisationsinitiators polymerisiert wird.

Als organische Lösemittel und Polymerisationsinitia­ toren können die für die Herstellung von Polyacrylat­ harzen üblichen und für die Herstellung von wäßrigen Dispersionen geeigneten Lösemittel und Polymerisa­ tionsinitiatoren eingesetzt werden. Als Beispiele für brauchbare Lösemittel werden Butylglykol, 2-Methoxy­ propanol, n-Butanol, Methoxybutanol, n-Propanol, Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethyl­ ether, Ethylenglykolmonobutylether, Diethylenglykol­ monomethylether, Diethylenglykolmonoethylether, Di­ ethylenglykoldiiethylether, Diethylenglykolmonobutyl­ ether und 3-Methyl-3-methoxybutanol genannt. Als Bei­ spiele für brauchbare Polymerisationsinitiatoren wer­ den freie Radikale bildende Initiatoren, wie z. B. Benzoylperoxid, Azobisisobutyronitril, t-Butylper­ ethylhexanoat und t-Butylperbenzoat genannt. Die Po­ lymerisation wird zweckmäßigerweise bei einer Tempe­ ratur von 80 bis 160°C, vorzugsweise 110 bis 160°C durchgeführt. Nachdem mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%, der in Stufe (I) zugegebenen Monomere um­ gesetzt worden sind, werden in Stufe (II)

• (b1) 2,5 bis 15, vorzugsweise 3 bis 7 Gew.-% eines mindestens eine Carboxylgruppe pro Molekül tra­ genden ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren und
• (b2) 0 bis 60, vorzugsweise 0 bis 28 Gew.-% eines im wesentlichen carboxylgruppenfreien ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren

zugegeben und in Gegenwart des in Stufe (I) erhalte­ nen Reaktionsproduktes polymerisiert. In der Stufe II wird so lange polymerisiert, bis die in den Stufen (I) und (II) zugegebenen Monomeren im wesentlichen vollständig umgesetzt worden sind.

Als Komponente (b1) kann jedes mindestens eine Car­ boxylgruppe pro Molekül tragende, mit (a1), (a2), (a3) und (b2) copolymerisierbare ethylenisch ungesättigte Monomer oder ein Gemisch aus solchen Monomeren einge­ setzt werden. Als Komponente (b1) werden vorzugsweise Acrylsäure und/oder Methacrylsäure eingesetzt. Es können aber auch andere ethylenisch ungesättigte Säu­ ren mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen im Molekül einge­ setzt werden. Als Beispiele für solche Säuren werden Etharylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Itaconsäure genannt. Als Komponente (b1) können auch Maleinsäuremono(meth)acryloyloxyethylester, Bernsteinsäuremono(meth)acryloyloxyethylester und Phthalsäuremono(meth)acryloyloxyethylester eingesetzt werden.

Als Komponente (b2) kann jedes mit (a1), (a2), (a3) und (b1) copolymerisierbare ethylenisch ungesättigte Monomer oder ein Gemisch aus solchen Monomeren einge­ setzt werden. Als Komponente (b2) können alle bei der Beschreibung der Komponenten (a1), (a2) und (a3) auf­ gezählten Monomere eingesetzt werden.

Die Komponenten (a1), (a2), (a3), (b1) und (b2) wer­ den in Art und Menge so ausgewählt, daß das Poly­ acrylatharz eine Hydroxylzahl von 0 bis 200, vorzugs­ weise 20 bis 120, eine Säurezahl von 20 bis 100, vor­ zugsweise 25 bis 50 und eine Glasübergangstemperatur (T_G) von -40°C bis +60°C, vorzugsweise -20°C bis +40°C, aufweist.

Die Glasübergangstemperaturen von Polyacrylatharzen können nach folgender Formel berechnet werden:

Die Menge und Zugabegeschwindigkeit des Initiators wird vorzugsweise so gewählt, daß ein Polyacrylatharz mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 2500 bis 20000 erhalten wird. Es ist bevorzugt, die Ini­ tiatorzugabe zum gleichen Zeitpunkt wie die Zugabe der Monomeren zu beginnen und etwa eine halbe Stunde nachdem die Zugabe der Monomeren beendet worden ist, zu beenden. Der Initiator wird vorzugsweise in kon­ stanter Menge pro Zeiteinheit zugegeben. Nach Beendi­ gung der Initiatorzugabe wird das Reaktionsgemisch noch so lange (in der Regel etwa 1½ Stunden) auf Polymerisationstemperatur gehalten, bis alle einge­ setzten Monomere im wesentlichen vollständig umge­ setzt worden sind. "Im wesentlichen vollständig umge­ setzt" soll bedeuten, daß vorzugsweise 100 Gew.-% der eingesetzten Monomere umgesetzt worden sind, daß es aber auch möglich ist, daß ein geringer Restmonome­ rengehalt von höchstens bis zu etwa 0,5 Gew.-%, bezo­ gen auf das Gewicht der Reaktionsmischung, unumge­ setzt zurückbleiben kann.

Nach Beendigung der Polymerisation wird das erhaltene Polyacrylatharz zumindest teilweise neutralisiert und in Wasser dispergiert.

Zur Neutralisation können sowohl organische Basen als auch anorganische Basen verwendet werden. Vorzugswei­ se werden primäre, sekundäre und tertiäre Amine, wie z. B. Ethylamin, Propylamin, Dimethylamin, Dibutyl­ amin, Cyclohexylamin, Benzylamin, Morpholin, Piperi­ din und Triethanolamin verwendet. Besonders bevorzugt werden tertiäre Amine als Neutralisationsmittel ein­ gesetzt, insbesondere Dimethylethanolamin, Triethyl­ amin, Tripropylamin und Tributylamin.

Die Neutralisationsreaktion wird im allgemeinen durch Mischen der neutralisierenden Base mit dem Polyacry­ latharz durchgeführt. Dabei wird vorzugsweise soviel Base eingesetzt, daß der Basislack einen pH-Wert von 7-8,5, vorzugsweise 7,2 bis 7,8 aufweist.

Anschließend wird das partiell oder vollständig neu­ tralisierte Polyacrylatharz durch Zugabe von Wasser dispergiert. Dabei entsteht eine wäßrige Polyacrylat­ harzdispersion. Gegebenenfalls kann ein Teil oder das gesamte organische Lösemittel abdestilliert werden. Die erfindungsgemäßen Polyacrylatharzdispersionen enthalten Polyacrylatharzteilchen, deren mittleren Teilchengröße vorzugsweise zwischen 60 und 300 nm liegt (Meßmethode: Laserlichtstreuung, Meßgerät: Malvern Autosizer 2C).

Mit den oben beschriebenen Polyacrylatharzen als Bin­ demittel können erfindungsgemäße wäßrige Basislacke hergestellt werden. Es ist jedoch bevorzugt, die Po­ lyacrylatharze mit mindestens einem wasserverdünnba­ ren Polyurethanharz und/oder mindestens einem wasser­ verdünnbaren Polyesterharz und/oder mindestens einem wasserverdünnbaren Aminoplastharz als Bindemittel zu kombinieren. Bei Basislacken, die nur nichtmetalli­ sche Pigmente bzw. Mischungen aus nichtmetallischen Pigmenten und keine Metallpigmente enthalten, wird vorzugsweise eine Mischung eingesetzt aus

• (A) 10 bis 95, vorzugsweise 25 bis 70 Gew.-% des er­ findungsgemäßen wasserverdünnbaren Polyacrylat­ harzes,
• (B) 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-% eines Aminoplastharzes,
• (C) 0 bis 85, vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Polyesterharzes und
• (D) 0 bis 85, vorzugsweise 0 bis 40 Gew.-% eines was­ serverdünnbaren Polyurethanharzes.

Die Summe der Gewichtsanteile der Komponenten (A) bis (D) beträgt stets 100 Gew.-%.

Bei Basislacken, die ein Metallpigment oder eine Mi­ schung aus Metallpigmenten, ggf. in Kombination mit nichtmetallischen Pigmenten, enthalten, wird als Bin­ demittel vorzugsweise eine Mischung eingesetzt aus

• (A) 0,1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-% des er­ findungsgemäßen wasserverdünnbaren Polyacrylat­ harzes,
• (B) 0 bis 50, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-% eines Ami­ noplastharzes,
• (C) 0 bis 50, bevorzugt 15 bis 40 Gew.-% eines was­ serverdünnbaren Polyesterharzes und
• (D) 10 bis 99,9, vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Polyurethanharzes.

Die Summe der Gewichtsanteile der Komponenten (A) bis (D) beträgt stets 100 Gew.-%.

Mit den in Rede stehenden Polyacrylatharzen können z. B. wasserverdünnbare Polyurethanharze kombiniert werden, die herstellbar sind, indem

• (i) ein Polyester- und/oder Polyetherpolyol mit ei­ nem zahlenmittleren Molekulargewicht von 400 bis 5000 oder ein Gemisch aus solchen Poly­ ester- und/oder Polyetherpolyolen
• (ii) ein Polyisocyanat oder einem Gemisch aus Poly­ isocyanaten
• (iii) eine Verbindung, die mindestens eine gegenüber Isocyanatgruppen reaktive und mindestens eine zur Anionenbildung befähigte Gruppe im Molekül aufweist oder ein Gemisch aus solchen Verbin­ dungen
• (iv) gegebenfalls eine Hydroxyl- und/oder Amino­ gruppen enthaltende organische Verbindung mit einem Molekulargewicht von 40 bis 600 oder ein Gemisch aus solchen Verbindungen und
• (v) gegebenenfalls eine Verbindung, die mindestens eine gegenüber NCO-Gruppen reaktive Gruppe und mindestens eine Poly(oxyalkylen)gruppe im Mole­ kül aufweist oder ein Gemisch aus solchen Ver­ bindungen.

miteinander umgesetzt werden und das entstandene Re­ aktionsprodukt wenigstens teilweise neutralisiert wird. Das Polyurethanharz sollte zweckmäßigerweise eine Säurezahl von 10 bis 60 und ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 4000 bis 25 000 aufweisen.

Die Polyurethanharze können aus (i), (ii), (iii), ggf. (iv) und gegebenenfalls (v) nach dem Fachmann gut bekannten Methoden der Polyurethanchemie herge­ stellt werden (vgl. z. B. US-PS 47 19 132, DE-OS-36 28 124, EP-A-89 497, EP-A-2 56 540 und WO 87/03 829).

Als Komponente (i) können gesättigte und ungesättigte Polyester- und/oder Polyetherpolyole, insbesondere Polyester- und/oder Polyetherdiole mit einem zahlen­ mittleren Molekulargewicht von 400 bis 5000 einge­ setzt werden. Geeignete Polyetherdiole sind z. B. Po­ lyetherdiole der allgemeinen Formel

H(-O-(CHR¹)_n-)_mOH,

wobei R¹=Wasserstoff oder ein niedriger, gegebenenfalls substituierter Al­ kylrest ist, n=2 bis 6, bevorzugt 3 bis 4 und m=2 bis 100, bevorzugt 5 bis 50 ist. Als Beispiele werden lineare oder verzweigte Polyetherdiole, wie Poly(oxy­ ethylen)glykole, Poly(oxypropylen)glykole und Poly­ (oxybutylen)glykole genannt. Die ausgewählten Poly­ etherdiole sollen keine übermäßigen Mengen an Ether­ gruppen einbringen, weil sonst die gebildeten Polyme­ re in Wasser anquellen. Die bevorzugten Polyether­ diole sind Poly(oxypropylen)glykole im Molmassenbe­ reich M_n von 400 bis 3000. Polyesterdiole werden durch Veresterung von organi­ schen Dicarbonsäuren oder ihren Anhydriden mit orga­ nischen Diolen hergestellt oder leiten sich von einer Hydroxycarbonsäure oder einem Lacton ab. Um verzweig­ te Polyesterpolyole herzustellen, können in geringem Umfang Polyole oder Polycarbonsäuren mit einer höheren Wertigkeit eingesetzt werden. Die Dicarbonsäuren und Diole können lineare oder verzweigte aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Dicarbonsäuren oder Diole sein.

Die Herstellung der Polyester verwendeten Diole bestehen beispielsweise aus Alkylenglykolen, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Butan­ diol-1,4, Hexandiol-1,6, Neopentylglykol und anderen Diolen, wie Dimethylolcyclohexan. Es können jedoch auch kleine Mengen an Polyolen, wie Trimethylolpro­ pan, Glycerin, Pentaerythrit, zugesetzt werden. Die Säurekomponente des Polyesters besteht in erster Li­ nie aus niedermolekularen Dicarbonsäuren oder ihren Anhydriden mit 2 bis 30, bevorzugt 4 bis 18 Kohlen­ stoffatomen im Molekül. Geeignete Säuren sind bei­ spielsweise o-Phthalsäure, Isophthalsäure, Tere­ phthalsäure, Tetrahydrophthalsäure, Cyclohexandicar­ bonsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Glutarsäure, Hexachlorheptandicarbonsäure, Tetrachlorphthalsäure und/oder dimerisierte Fettsäuren. Anstelle dieser Säuren können auch ihre Anhydride, soweit diese exi­ stieren, verwendet werden. Bei der Bildung von Poly­ esterpolyolen können auch kleinere Mengen an Carbon­ säuren mit 3 oder mehr Carboxylgruppen beispielsweise Trimellithsäureanhydrid oder das Addukt von Malein­ säureanhydrid an ungesättigte Fettsäuren anwesend sein.

Es können auch Polyesterdiole eingesetzt werden, die durch Umsetzung eines Lactons mit einem Diol erhalten werden. Sie zeichnen sich durch die Gegenwart von endständigen Hydroxylgruppen und wiederkehrenden Po­ lyesteranteilen der Formel

(-CO-(CHR²)_n-CH₂-O)

aus. Hierbei ist n bevorzugt 4 bis 6 und der Substituent R² Wasserstoff, ein Alkyl-, Cycloalkyl- oder Alkoxy-Rest. Kein Substituent enthält mehr als 12 Kohlenstoff­ atome. Die gesamte Anzahl der Kohlenstoffatome im Substituenten übersteigt 12 pro Lactonring nicht. Beispiele hierfür sind Hydroxycapronsäure, Hydroxy­ buttersäure, Hydroxydecansäure und/oder Hydroxystea­ rinsäure.

Für die Herstellung der Polyesterdiole wird das un­ substituierte ε-Caprolacton, bei dem n den Wert 4 hat und alle R-Substituenten Wasserstoff sind, bevorzugt. Die Umsetzung mit Lacton kann durch niedermolekulare Polyole, wie Ethylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4 Bu­ tandiol, Dimethylolcyclohexan gestartet werden. Es können jedoch auch andere Reaktionskomponenten, wie Ethylendiamin, Alkyldialkanolamine oder auch Harn­ stoff mit Caprolacton umgesetzt werden.

Als Komponente (ii) können aliphatische und/oder cy­ cloaliphatische und/oder aromatische Polyisocyanate eingesetzt werden. Als Beispiele für aromatische Po­ lyisocyanate werden Phenylendiisocyanat, Toluylendi­ isocyanat, Xylylendiisocyanat, Biphenylendiisocyanat, Naphtylendiisocyanat und Diphenylmethandiisocyanat genannt.

Aufgrund ihrer guten Beständigkeit gegenüber ultra­ violettem Licht ergeben (cyclo)aliphatische Polyiso­ cyanate Produkte mit geringer Vergilbungsneigung. Beispiele hierfür sind Isophorondiisocyanat, Cyclo­ pentylendiisocyanat sowie Hydrierungsprodukte der aromatischen Diisocyanate, wie Cyclohexylendiisocya­ nat, Methylcyclohexylendiisocyanat und Dicyclohexyl­ methandiisocyanat. Aliphatische Diisocyanate sind Verbindungen der Formel

OCN-(CR³₂)_r-NCO

worin r eine ganze Zahl von 2 bis 20, insbesondere 6 bis 8 ist und R³, das gleich oder verschieden sein kann, Wasserstoff oder einen niedrigen Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen, vorzugsweise 1 oder 2 C-Atomen dar­ stellt. Beispiele hierfür sind Trimethylendiisocya­ nat, Tetramethylendiisocyanat, Pentamethylendiisocya­ nat, Hexamethylendiisocyanat, Propylendiisocyanat, Ethylethylendiisocyanat, Dimethylethylendiisocyanat, Methyltrimethylendiisocyanat und Trimethylhexandiiso­ cyanat. Besonders bevorzugt werden als Diisocyanate Isophorondiisocyanat und Dicyclohexylmethandiiso­ cyanat eingesetzt.

Die Komponente (ii) muß hinsichtlich der Funktionali­ tät der Polyisocyanate so zusammengesetzt sein, daß kein vernetztes Polyurethanharz erhalten wird. Die Komponente (ii) kann neben Diisocyanaten auch einen Anteil an Polyisocyanaten mit Funktionalitäten über zwei - wie z. B. Triisocyanate - enthalten.

Als Triisocyanate haben sich Produkte bewährt, die durch Trimerisation oder Oligomerisation von Diiso­ cyanaten oder durch Reaktion von Diisocyanaten mit polyfunktionellen OH- oder NH-Gruppen enthaltenden Verbindungen entstehen. Hierzu gehören beispielsweise das Biuret von Hexamethylendiisocyanat und Wasser, das Isocyanurat des Hexamethylendiisocyanats oder das Addukt von Isophorondiisocyanat an Trimethylolpropan. Die mittlere Funktionalität kann gegebenenfalls durch Zusatz von Monoisocyanaten gesenkt werden. Beispiele für solche kettenabbrechenden Monoisocyanate sind Phenylisocyanat, Cyclohexylisocyanat und Stearyliso­ cyanat.

Um die Wasserverdünnbarkeit der eingesetzten Poly­ urethanharze zu gewährleisten, müssen zur Anionenbil­ dung befähigte Gruppen in die Polyurethanmoleküle eingebaut werden. Die zur Anionenbildung befähigten Gruppen sorgen nach ihrer Neutralisation dafür, daß das Polyurethanharz in Wasser stabil dispergiert wer­ den kann. Das Polyurethanharz soll eine Säurezahl von 10 bis 60, vorzugsweise 20 bis 35 aufweisen. Aus der Säurezahl kann die in die Polyurethanmoleküle einzu­ führende Menge an zur Anionenbildung befähigten Grup­ pen berechnet werden.

Die Einführung von zur Anionenbildung befähigten Gruppen in die Polyurethanmoleküle erfolgt über den Einbau von Verbindungen (iii).

Als Komponente (iii) werden vorzugsweise Verbindungen eingesetzt, die zwei gegenüber Isocyanatgruppen reak­ tive Gruppen im Molekül enthalten. Geeignete gegen­ über Isocyanatgruppen reaktive Gruppen sind insbeson­ dere Hydroxylgruppen sowie primäre und/oder sekundäre Aminogruppen. Geeignete zur Anionenbildung befähigte Gruppen sind Carboxyl-, Sulfonsäure- und/oder Phos­ phonsäuregruppen, wobei Carboxylgruppen bevorzugt sind. Als Komponente (iii) können beispielsweise Al­ kansäuren mit zwei Substituenten an α-ständigen Koh­ lenstoffatomen eingesetzt werden. Der Substituent kann eine Hydroxylgruppe, eine Alkylgruppe oder be­ vorzugt eine Alkylolgruppe sein. Diese Alkansäuren haben mindestens eine, im allgemeinen 1 bis 3 Car­ boxylgruppen im Molekül. Sie haben zwei bis etwa 25, vorzugsweise 3 bis 10 Kohlenstoffatome. Beispiele für die Komponente (iii) sind Dihydroxypropionsäure, Di­ hydroxybernsteinsäure und Dihydroxybenzoesäure. Eine besonders bevorzugte Gruppe von Alkansäuren sind die α,α-Dimethylolalkansäuren der allgemeinen Formel

R⁴-C(CH₂OH)₂COOH,

wobei R⁴ für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit bis zu etwa 20 Kohlenstoffatomen steht. Beispiele für solche Verbin­ dungen sind 2,2-Dimethylolessigsäure, 2,2-Dimethylol­ propionsäure, 2,2-Dimethylolbuttersäure und 2,2-Di­ methylolpentansäure. Die bevorzugte Dihydroxyalkan­ säure ist 2,2-Dimethylolpropionsäure. Aminogruppen­ haltige Verbindungen sind beispielsweise α,δ-Diamino­ valeriansäure, 3,4-Diaminobenzoesäure, 2,4-Diamino­ toluolsulfonsäure und 2,4-Diamino-diphenylethersul­ fonsäure.

Die erfindungsgemäße eingesetzten Polyurethanharze können gegebenenfalls unter Mitverwendung von Hydro­ xyl- und/oder Aminogruppen enthaltenden organischen Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 40 bis 600, oder einem Gemisch aus solchen Verbindungen her­ gestellt werden (Komponente (iv)). Der Einsatz der Komponente (iv) führt zur Molekulargewichtserhöhung der Polyurethanharze. Als Komponente (iv) können bei­ spielsweise Polyole mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen je Molekül, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Tri­ ethylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,2-Butylenglykol, 1,6-Hexandiol, Tri­ methylolpropan, Ricinusöl oder hydriertes Ricinusöl, Di-trimethylolpropanether, Pentaerythrit, 1,2-Cyclo­ hexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Bisphenol A, Bisphenol F, Neopentylglykol, Hydroxypivalinsäureneo­ pentylglykolester, hydroxyethyliertes oder hydroxy­ propyliertes Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A und deren Mischungen eingesetzt werden.

Die Polyole werden im allgemeinen in Mengen von bis zu 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 bis 20 Ge­ wichtsprozent, bezogen auf die eingesetzte Menge an Komponenten (i) und (iv) eingesetzt. Als Komponente (iv) können auch Di- und/oder Polyamine mit primären und/oder sekundären Aminogruppen eingesetzt werden. Polyamine sind im wesentlichen Alkylen-Polyamine mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise etwa 2 bis 15 Kohlenstoffatomen. Sie können Substituenten tra­ gen, die keine mit Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Wasserstoffatome haben. Beispiele sind Polyamine mit linearer oder verzweigter aliphatischer, cycloali­ phatischer oder aromatischer Struktur und wenigstens zwei primären Aminogruppen. Als Diamine sind zu nen­ nen Hydrazin, Ethylendiamin, Propylendiamin, 1,4-Bu­ tylendiamin, Piperazin, 1,4-Cyclohexyldimethylamin, Hexamethylendiamin-1,6, Trimethylhexamethylendiamin, Menthandiamin, Isophorondiamin, 4,4′-Diaminodicyclo­ hexylmethan und Aminoethylethanolamin. Bevorzugte Di­ amine sind Hydrazin, Alkyl- oder Cycloalkyldiamine, wie Propylendiamin und 1-Amino-3-amino-methyl-2,5,5- trimethylcyclohexan. Es können auch Polyamine als Komponente (iv) eingesetzt werden, die mehr als zwei Aminogruppen im Molekül enthalten. In diesen Fällen ist jedoch z. B. durch Mitverwendung von Monoaminen darauf zu achten, daß keine vernetzten Polyurethan­ harze erhalten werden. Solche brauchbaren Polyamine sind Diethylentriamin, Triethylentetramin, Dipropy­ lentriamin und Dibutylentriamin. Als Beispiel für ein Monoamin wird Ethylhexylamin genannt.

Mit Hilfe der Komponenten (v) können Poly(oxyalky­ len)-gruppen als nichtionische stabilisierende Grup­ pen in die Polyurethanmoleküle eingeführt werden. Als Komponente (v) können beispielsweise eingesetzt wer­ den Alkoxypoly(oxyalkylen)alkohole mit der allgemei­ nen Formel

R′O-(-CH₂-CHR′′-O-)_n H

in der R′ für einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, R′′ für ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und n für eine Zahl zwischen 20 und 75 steht.

Die Herstellung der in Kombination mit dem erfin­ dungswesentlichen Polyacrylatharz einsetzbaren Poly­ urethanharze gehört zum Stand der Technik und wird z. B. in der US-PS 47 19 132, DE-OS 36 28 124, EP-A-89 497, EP-A-2 56 450 und WO 87/03 829 ausführlich beschrieben.

Die in Kombination mit den erfindungswesentlichen Po­ lyacrylatharzen einsetzbaren wasserverdünnbaren Po­ lyesterharze können aus Polycarbonsäuren und Polyolen nach allgemein gut bekannten Methoden hergestellt werden. Zur Herstellung der Polyesterharze können alle bei der Beschreibung der Komponente (i) aufge­ zählten Ausgangsstoffe eingesetzt werden.

Als wasserverdünnbare Polyesterharze werden vorzugs­ weise Polyesterharze eingesetzt, die erhältlich sind, indem

• (α) Polyole oder ein Gemisch aus Polyolen und
• (β) Polycarbonsäuren oder Polycarbonsäureanhydride oder ein Gemisch aus Polycarbonsäuren und/oder Polycarbonsäureanhydriden zu einem Polyesterharz mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 600 bis 5000, vorzugsweise 800 bis 2500, einer Säurezahl von 20 bis 70, vorzugsweise 25 bis 55 und einer Hydroxylzahl von 30 bis 200, vorzugsweise 45 bis 100 umgesetzt werden, wobei
  • - die Komponenten (α) und (β) in einem molaren Verhältnis von 1,15-2,00 : 1, vorzugsweise 1,2-1,5 : 1 eingesetzt werden,
  • - die Komponente (α) zu 30 bis 100 Mol-% aus aliphatischen Diolen besteht, die mindestens ein α-C-Atom enthalten, das sekundär, tertiär oder Glied eines kohlenstoffhaltigen Ringsy­ stems ist und
  • - die Komponente (β) zu 50 bis 100 Mol-% aus aro­ matischen und/oder cycloaliphatischen Polycar­ bonsäuren und zu 15 bis 40 Mol-% aus Tri- und/oder Tetracarbonsäuren besteht, wobei die Tri- und/oder Tetracarbonsäuren so eingesetzt werden, daß sie über mindestens zwei Carboxylgruppen in die Polyesterharzmoleküle eingebaut werden.

Die Komponente (α) besteht zu

• (α1) 30 bis 100, vorzugsweise 50 bis 100 Mol-% aus aliphatischen Diolen, die mindestens ein α-C-Atom enthalten, das sekundär, tertiär oder Glied eines kohlenstoffhaltigen Ringsystems ist.
• (α2) 0 bis 20, vorzugsweise 0 bis 10 Mol-% aus aliphatischen Triolen und
• (α3) 0 bis 40, vorzugsweise 0 bis 20 Mol-% aus ethergruppenhaltigen Diolen.

Als Komponente (α1) kann prinzipiell jedes alipha­ tische Diol mit 4 bis 40, vorzugsweise 5 bis 12 Koh­ lenstoffatomen im Molekül eingesetzt werden, bei dem mindestens ein α-C-Atom ein sekundäres oder tertiäres C-Atom oder ein Glied in einem kohlenstoffhaltigen Ringsystem ist. Es können auch Gemische solcher Diole eingesetzt werden. Als (α1)-Komponente sind bei­ spielsweise Verbindungen einsetzbar, die mindestens ein Molekülfragment der allgemeinen Formel

-C(R¹R²)-CH₂OH

enthalten, wobei R¹ und R² für aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatomen stehen. Als Beispiele für solche Verbindungen werden Neopentylglykol, 2-Me­ thyl-2-propylpropandiol-1,3, 2-Ethyl-2-butylpropan­ diol-1,3, 2-Ethyl-2-phenylpropandiol-1,3, 2,2,4 Tri­ methylpentandiol 1,5, 2,2,5 Trimethylhexandiol 1,6 und Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester genannt. Als Beispiel für eine Verbindung, in der mindestens ein α-C-Atom Glied in einem kohlenstoffhaltigen Ring­ system ist, wird Dimethylolcyclohexan genannt. Als Komponente (α1) werden vorzugsweise Neopentylglykol, Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester, Dimethylol­ cyclohexan und 2-Ethyl-2-butylpropandiol-1,3 einge­ setzt.

Als Komponente (α2) können beispielsweise Glycerin, Trimethylolpropan und Trimethylolethan eingesetzt werden.

Als Komponente (α3) werden insbesondere solche Diole eingesetzt, die 1 bis 10 Ethersauerstoffatome im Mo­ lekül enthalten oder Mischungen aus solchen Verbin­ dungen. Als Beispiele für die Komponente (α3) werden genannt: Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Triethy­ lenglykol, Tripropylenglykol, Tetraethylenglykol, Te­ trapropylenglykol sowie Poly(ethylenoxid), Poly(pro­ pylenoxid) und Poly(ethylenoxid) (propylenoxid) mit zahlenmittleren Molekulargewichten von 400 bis 600.

Die Komponente (β) besteht zu

• (β1) 50 bis 100, vorzugsweise 50 bis 80 Mol-% aus aromatischen und/oder cycloaliphatischen Poly­ carbonsäuren oder Mischungen aus solchen Poly­ carbonsäuren und
• (β2) 0 bis 50, vorzugsweise 20 bis 50 Mol-% aus aliphatischen Polycarbonsäuren oder Mischungen aliphatischen Carbonsäuren,

wobei der Anteil an Tri- oder Tetracarbonsäuren 15 bis 40 Mol-% beträgt. Anstelle der Carbonsäuren kön­ nen selbstverständlich auch reaktive Carbonsäurederi­ vate, wie z. B. Carbonsäureanhydride eingesetzt werden.

Als Komponente (β1) kann prinzipiell jede cycloali­ phatische oder aromatische Polycarbonsäure mit 5 bis 30, vorzugsweise 6 bis 18 Kohlenstoffatomen im Mole­ kül oder ein Anhydrid dieser Polycarbonsäure oder ein Gemisch aus diesen Polycarbonsäuren bzw. deren Anhy­ driden eingesetzt werden. Als Beispiele für einsetz­ bare Polycarbonsäuren werden Isophthalsäure, Tere­ phthalsäure, Orthophthalsäure, Tetrahydrophthalsäure, Hexahydrophthalsäure, 1,4 Cyclohexandicarbonsäure, Dicyclopentadiendicarbonsäure, Trimesinsäure (Ben­ zol-1,3,5-tricarbonsäure), Trimellithsäure, Pyro­ mellithsäure und Endomethylentetrahydrophthalsäure so­ wie deren Anhydride genannt. Als Komponente (β1) wer­ den vorzugsweise Isophthalsäure, Terephthalsäure, Orthophthalsäure, Tetrahydrophthalsäure, Hexahydro­ phthalsäure, Trimellithsäure, Pyromellithsäure, deren Anhydride oder Gemische aus diesen Polycarbonsäuren bzw. deren Anhydriden eingesetzt.

Als Komponente (β2) kann prinzipiell jede lineare oder verzweigte aliphatische Polycarbonsäure mit 2 bis 40 Kohlenstoffatomen im Molekül oder ein Anhydrid dieser Polycarbonsäuren oder ein Gemisch aus diesen Polycarbonsäuren bzw. deren Anhydriden eingesetzt werden. Als Beispiele für einsetzbare aliphatische Polycarbonsäuren werden Oxalsäure, Malonsäure, Bern­ steinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, polymerisierte Fettsäuren und Zitronen­ säure sowie deren Anhydride genannt. Als Komponente (β2) werden vorzugsweise Adipinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Bernsteinsäure, deren Anhydride oder Gemische aus diesen Polycarbonsäuren bzw. deren Anhy­ driden eingesetzt. Als Komponente (β2) werden ganz besonders bevorzugt polymerisierte, insbesondere di­ merisierte Fettsäuren eingesetzt. Wenn als Komponente (β2) polymerisierte Fettsäuren eingesetzt werden, dann werden Basislacke von besonders guter Lagersta­ bilität erhalten.

Polymere Fettsäuren werden i.a. hergestellt, indem Fettsäuren, wie beispielsweise Linolen-, Linol- oder Ölsäure einzeln, im Gemisch oder im Gemisch mit ge­ sättigten Fettsäuren polymerisiert werden. Es ent­ steht ein Gemisch, das je nach Reaktionsführung hauptsächlich dimere, aber auch monomere und trimere Moleküle sowie Nebenprodukte enthält. Üblicherweise wird destillativ gereinigt. Handelsübliche polymere Fettsäuren enthalten i.a. mindestens 80 Gew.-% dimere Fettsäuren, bis zu 20 Gew.-% trimere Fettsäuren und maximal 1 Gew.-% monomere Fettsäuren. Es ist bevor­ zugt, als Komponente (β2) polymere Fettsäuren einzu­ setzen, die zu mindestens 98 Gew.-% aus dimeren Fett­ säuren und höchstens 2 Gew.-% trimeren Fettsäuren und höchstens Spuren monomerer Fettsäuren besteht.

Polymere Fettsäuren enthalten sowohl cyclische als auch lineare aliphatische Molekülfragmente. Im Sinne der vorliegenden Erfindungen werden sie jedoch nicht als cycloaliphatische, sondern als lineare alipha­ tische Polycarbonsäuren angesehen und sind somit der Komponente (β2) zuzuschlagen.

Als Tri- bzw. Tetracarbonsäuren werden vorzugsweise Trimellithsäure bzw. Pyromellithsäure, deren Gemische oder deren Anhydride eingesetzt.

Die Herstellung der wasserverdünnbaren Polyesterharze erfolgt nach allgemein gut gekannten Methoden der Po­ lyesterchemie durch Umsetzung der Komponenten (α) und (β). Die Reaktionstemperatur sollte zweckmäßigerweise bei 140 bis 240, vorzugsweise 180 bis 220°C liegen. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, die Ver­ esterungsreaktion zu katalysieren. Beispiele für brauchbare Katalysatoren sind Tetrabutyltitanat, Zinkoctoat, Zinnoctoat, Dibutylzinnoxid, organische Salze des Dibutylzinnoxids usw. Bei der Veresterung ist darauf zu achten, daß die Tri- bzw. Tetracarbon­ säuren so in die Polyesterharzmoleküle eingebaut wer­ den, daß im statistische Mittel mindestens zwei Carboxylgruppen verestert werden.

Zur Neutralisation der Polyesterharze können Ammoniak und/oder Amine (insbesondere Alkylamine), Aminoalko­ hole und cyclische Amine, wie Di- und Triethylamin, Dimethylaminoethanolamin, Diisopropanolamin, Morpho­ lin, N-Alkylmorpholin usw., eingesetzt werden. Für die Neutralisation werden leicht flüchtige Amine bevorzugt.

Die in Kombination mit den erfindungswesentlichen Po­ lyacrylatharzen einsetzbaren Aminoplastharze werden von vielen Firmen als Verkaufsprodukte (z. B. Cymel® von American Cyanamid Company, Resimene® der Mon­ santo Company und Luwipal® der BASF AG) angeboten. Es handelt sich in der Regel um wenigstens teilweise veretherte Kondensationsprodukte aus aminogruppenhal­ tigen Verbindungen, insbesondere Melamin oder Benzo­ guanamin und Aldehyden, insbesondere Formaldehyd. Die Wasserverdünnbarkeit der Aminoplastharze hängt im allgemeinen vom Kondensationsgrad und von der Ver­ etherungskomponente ab. Je niedriger der Kondensa­ tionsgrad und je kurzkettiger die Alkylgruppen in der Veretherungskomponente sind, desto besser ist die Wasserverdünnbarkeit der Aminoplastharze. Die Wasser­ verdünnbarkeit von Aminoplastharzen kann auch durch Einführung von Carboxylgruppen (z. B. Veretherung mit Hydroxycarbonsäuren) verbessert werden. Außerdem kann die Wasserverdünnbarkeit von Aminoplastharzen durch Zusatz von wasserverdünnbaren Lösemittel, wie z. B. Glykolether verbessert werden.

Neben den oben beschriebenen Bindemitteln können die erfindungsgemäßen Basislacke noch weitere wasserver­ dünnbare Kunstharze, die zum Anreiben der Pigmente und/oder als rheologiesteuernde Additive dienen, ent­ halten. Als Beispiele für solche Kunstharze werden genannt: Polyether, wie z. B. Polypropylenglykol mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 400 bis 900, wasserlösliche Celluloseether, wie Hydroxyethyl­ cellulose, Methylcellulose oder Carboxymethylcellulo­ se sowie synthetische Polymere mit ionischen und/oder assoziativ wirkenden Gruppen, wie Polyvinylalkohol, Poly(meth)acrylamid, Poly(meth)acrylsäure, Polyvinyl­ pyrrolidon, Styrol-Maleinsäureanhydrid oder Ethy­ len-Maleinsäureanhydrid-Copolymere und ihre Derivate oder auch hydrophob modifizierte ethoxylierte Uretha­ ne oder carboxylgruppenhaltige Polyacrylate.

Die erfindungsgemäßen Basislacke können auch ver­ netzte Polymikroteilchen, wie sie z. B. in der EP-A-38 127 offenbart sind, enthalten.

Die erfindungsgemäßen Basislacke können auch anorga­ nische Rheologiesteuerungsmittel, wie z. B. Schichtsi­ likate enthalten.

Als Pigmente können die erfindungsgemäßen Basislacke farbgebende Pigmente auf anorganischer Basis, wie z. B. Titandioxid, Eisenoxid, Ruß usw., und/oder farb­ gebende Pigmente auf organischer Basis und/oder üb­ liche Metallpigmente (z. B. handelsübliche Aluminium­ bronzen, Edelstahlbronzen . . .) und/oder nicht-metalli­ sche Effektpigmente (z. B. Perlglanz- bzw. Interfe­ renzpigmente) enthalten. Die erfindungsgemäßen Basis­ lacke enthalten vorzugsweise Metallpigmente und/oder Effektpigmente. Die Pigmentierungshöhe liegt in üb­ lichen Bereichen.

Die erfindungsgemäßen Basislacke weisen bei Spritz­ viskosität im allgemeinen einen Festkörpergehalt von etwa 15 bis 50 Gew.-% auf. Der Festkörpergehalt vari­ iert mit dem Verwendungszweck der Basislacke. Für Me­ talliclacke liegt er beispielsweise bevorzugt bei 17 bis 25 Gew.-%. Für unifarbige Lacke liegt er höher, beispielsweise bei 30 bis 45 Gew.-%.

Die erfindungsgemäßen Basislacke können zusätzlich übliche organische Lösemittel enthalten. Deren Anteil wird möglichst gering gehalten. Er liegt beispiels­ weise unter 15 Gew.-%.

Die erfindungsgemäßen Basislacke werden im allgemei­ nen auf einen pH-Wert zwischen 6,5 und 9,0 einge­ stellt. Der pH-Wert kann mit üblichen Aminen, wie z. B. Triethylamin, Dimethylaminoethanol und N-Methyl­ morpholin eingestellt werden.

Die erfindungsgemäßen Basislacke können sowohl bei der Serien- als auch bei der Reparaturlackierung ein­ gesetzt werden. Sie werden vorzugsweise bei der Se­ rienlackierung eingesetzt.

Als transparente Decklacke können Lacke auf Basis or­ ganischer Lösemittel, wasserverdünnbare Lacke und auch Pulverlacke eingesetzt werden. Die Lacke können als unpigmentierte Klarlacke oder als transparent pigmentierte Lacke eingesetzt werden.

Mit den erfindungsgemäßen Basislacken können auch oh­ ne Überlackierung mit einem transparenten Decklack qualitativ hochwertige Lackierungen hergestellt wer­ den. Auf diese Weise werden einschichtige Lackierun­ gen erhalten, die sich durch einen besonders hohen Glanz auszeichnen.

Die erfindungsgemäßen Lacke können auf beliebige Sub­ strate, wie z. B. Metall, Holz, Kunststoff oder Papier aufgebracht werden.

In den folgenden Beispielen wird die Erfindung näher erläutert. Alle Angaben über Teile und Prozentsätze sind Ge­ wichtsangaben, soweit nicht ausdrücklich etwas ande­ es festgestellt wird.

A. Herstellung erfindungsgemäß einzusetzender Poly­ acrylatharze A 1

In einem Stahlkessel, ausgestattet mit Monomerzulauf, Initiatorzulauf, Thermometer, Ölheizung und Rückflußküh­ ler werden 32 Gew.-Teile Butylglykol vorgelegt und auf 110°C aufgeheizt. Dann wird eine Lösung von 6,0 Gew.-Tei­ len t-Butylperethylhexanoat in 6,0 Gew.-Teilen Butylgly­ kol in einer solchen Geschwindigkeit zugegeben, daß die Zugabe nach 5 h 30 min abgeschlossen ist.

Mit Beginn der Zugabe der t-Butylperethylhexanoatlösung wird auch mit der Zugabe einer Mischung aus (a1) : 21,6 Gew.- Teilen n-Butylmethacrylat, 20,0 Gew.-Teilen Methyl­ methacrylat und 20,0 Gew.-Teilen Laurylmethacrylat; (a2): 20,4 Gew.-Teilen Hydroxypropylacrylat und (a3): 15,0 Gew.- Teilen Styrol begonnen. Die Mischung aus (a1), (a2) und (a3) wird in einer solchen Geschwindigkeit zugegeben, daß die Zugabe in 5 h abgeschlossen ist.

Nachdem die t-Butylperethylhexanoatlösung vollständig zu­ gegeben worden ist, wird die Polymerisationstemperatur noch 1 h auf 110°C gehalten.

Dann wird eine Lösung aus 1,56 Gew.-Teilen t-Butyl­ perethylhexanoat in 3,5 Gew.-Teilen Butylglykol in einer solchen Geschwindigkeit zugegeben, daß die Zugabe nach 1 h 30 min abgeschlossen ist. Mit Beginn der Zugabe der t-Butylperethylhexanoatlösung wird auch mit der Zugabe einer Mischung aus (b1): 5,6 Gew.-Teilen Acrylsäure und (b2): 3,1 Gew.-Teilen Butylmethacrylat, 1,96 Gew.-Teilen Methylmethacrylat und 3,93 Gew.-Teilen Laurylmethacrylat und 1,96 Gew.-Teilen Styrol begonnen.

Die Mischung aus (b1) und (b2) wird in einer solchen Ge­ schwindigkeit zugegeben, daß die Zugabe nach 1 h abge­ schlossen ist.

Die Temperatur wird noch 1 h 30 min auf 110°C gehalten. Die so erhaltene Harzlösung wird destillativ unter Vakuum auf 80 Gew-% (Feststoffgehalt) aufkonzentriert und mit Dimethylethanolamin bei ca. 80°C innerhalb von ca. 30 min. bis zu einem Neutralisationsgrad von 80% neutrali­ siert. Die Harzlösung wird auf 60°C abgekühlt und die Heizung abgestellt.

Anschließend wird langsam soviel Wasser zugegeben, bis der Feststoffgehalt der Dispersion etwa 40 Gew.-% be­ trägt.

Die erhaltene Dispersion hat folgende Kennzahlen: Säure­ zahl 35,8 mg/KOH/g, Hydroxylzahl: 80, zahlenmittleres Molekulargewicht: 4990, Teilchengröße 221 nm (gemessen mit Laserlichtstreuung, Meßgerät: Malvern Autosizer 2C).

A 2

In einem Stahlkessel, ausgestattet mit Monomerzulauf, Initiatorzulauf, Thermometer, Ölheizung und Rückflußküh­ ler werden 35,8 Gew.-Teile Butylglykol vorgelegt und auf 110°C aufgeheizt. Dann wird eine Lösung von 3,5 Gew.-Tei­ len t-Butylperethylhexanoat in 7,0 Gew.-Teilen Butylgly­ kol in einer solchen Geschwindigkeit zugegeben, daß die Zugabe nach 5 h 30 min abgeschlossen ist.

Mit Beginn der Zugabe der t-Butylperethylhexanoatlösung wird auch mit der Zugabe einer Mischung aus (a1) : 22,0 Gew.- Teilen n-Butylacrylat, 20,0 Gew.-Teilen t- Butylacrylat und 15,0 Gew.-Teilen Methylmethacrylat; (a2): 23,0 Gew.-Teilen Hydroxypropylacrylat und (a3): 15,0 Gew.-Teilen Styrol begonnen. Die Mischung aus (a1), (a2) und (a3) wird in einer solchen Geschwindigkeit zugegeben, daß die Zugabe nach 4 h 50 min abgeschlossen ist.

Nachdem die Mischung aus (a1), (a2) und (a3) vollständig zugegeben worden ist, werden (b1): 5,0 Gew.-Teilen Acryl­ säure in einer solchen Geschwindigkeit zugegeben, daß die Zugabe nach 20 min. abgeschlossen ist.

Die Temperatur wird noch 1 h 50 min auf 110°C gehalten. Die so erhaltene Harzlösung wird auf 80°C abgekühlt und mit Dimethylethanolamin bei ca. 80°C innerhalb von ca. 30 min. bis zu einem Neutralisationsgrad von 82,5% neu­ tralisiert. Die Harzlösung wird auf 60°C abgekühlt und die Heizung abgestellt.

Anschließend wird langsam soviel Wasser zugegeben, bis der Feststoffgehalt der Dispersion etwa 40 Gew.-% be­ trägt.

Die erhaltene Dispersion hat folgende Kennzahlen: Säure­ zahl 36,5 mg/KOH/g, Hydroxylzahl: 100, Teilchengröße: 267, Feststoffgehalt (in Gew.-%, 1 h 130°C): 40,0.

B. Herstellung eines nicht erfindungsgemäßen Poly­ acrylatharzes

In einem Stahlkessel ausgestattet mit Monomerzulauf, Initiatorzulauf, Thermometer, Ölheizung und Rückflußküh­ ler werden 35,8 Gew.-Teile Butylglykol vorgelegt und auf 110°C aufgeheizt. Dann wird eine Lösung von 3,5 Gew.-Tei­ len t-Butylperethylhexanoat in 7,0 Gew.-Teilen Butyl­ glykol in einer solchen Geschwindigkeit zugegeben, daß die Zugabe nach 5 h 30 min. abgeschlossen ist.

Mit Beginn der Zugabe der t-Butylperethylhexanoatlösung wird auch mit der Zugabe einer Mischung aus 22,0 Gew.- Teilen n-Butylacrylat, 20,0 Gew.-Teilen t-Butylacrylat, 15,0 Gew.-Teilen Methylmethacrylat, 15,0 Gew.-Teilen Styrol, 23,0 Gew.-Teilen Hydroxypropylacrylat und 5,0 Gew.- Teilen Acrylsäure begonnen.

Die Monomerenmischung wird in einer solchen Geschwindigkeit zugegeben, daß die Zugabe nach 5 h 10 min abgeschlossen ist. Weiteres Vorgehen analog zu A 2. Die erhaltene Dispersion hat folgende Kennzahlen: Säure­ zahl: 39,0 mg KOH/g, Hydroxylzahl: 100, Feststoffgehalt (in Gew.-%, 1 h 130°C): 40,0.

C. Herstellung einer wäßrigen Polyurethanharzdispersion

569 Gew.-Teile eines Kondensationsproduktes (zahlenmitt­ leres Molekulargewicht: 1460) aus 1 Mol einer polymeren Fettsäure (Dimerengehalt mindestens 98 Gew.-%, Trimeren­ gehalt höchstens 2 Gew.-%, Monomerengehalt höchstens Spu­ ren), 1 Mol Isophthalsäure und 2,626 Mol Hexandiol, 46 Gew.- Teile Dimethylolpropionsäure, 7 Gew.-Teile Neopen­ tylglykol, 420 Gew.-Teile Methylethylketon und 213 Gew.- Teile Isophorondiisocyanat werden in einem temperierba­ ren, mit Rührer und Wasserabscheider versehenen Reak­ tionsgefäß unter Stickstoffatmosphäre auf 80°C erhitzt. Die Reaktion wird bis zu einem NCO-Gehalt von 1,0 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung fortgeführt. Dann werden 24 Gew.-Teile Trimethylolpropan zugegeben und es wird bei 80°C gerührt bis keine Isocyanatgruppen mehr nachweisbar sind.

Dann werden langsam 25,8 Gew.-Teile Dimethylethanolamin und anschließend 2552 Gew.-Teile deionisiertes Wasser eingerührt. Unter Vakuum wird das Methylethylketon abde­ stilliert.

Man erhält eine feinteilige Dispersion mit einem pH-Wert von 7,8 einem nichtflüchtigen Anteil von 27 Gew.-% und einer Säurezahl von 25 mg KOH/g.

D. Herstellung einer wäßrigen Polyesterharzdispersion

In einem Reaktor, der mit einem Rührer, einem Thermometer und einer Füllkörperkolonne ausgestattet ist, werden 729 Gew.- Teile Neopentylglykol, 827 Gew.-Teile Hexandiol, 462 Gew.- Teile Hexahydrophthalsäureanhydrid und 1710 Gew.- Teile einer polymeren Fettsäure (Dimerengehalt mindestens 98 Gew.-%, Trimerengehalt höchstens 2 Gew.-%, Mo­ nomerengehalt höchstens Spuren) eingewogen und zum Schmelzen gebracht. Unter Rühren wird so aufgeheizt, daß die Kolonnenkopftemperatur 100°C nicht übersteigt. Es wird bei max. 220°C so lange verestert, bis eine Säure­ zahl von 8,5 erreicht ist. Nach Abkühlen auf 180°C werden 768 Gew.-Teile Trimellithsäureanhydrid zugegeben und wei­ ter verestert, bis eine Säurezahl von 30 erreicht ist. Dann wird auf 120°C abgekühlt und mit 1410 Gew.-Teilen Butanol angelöst. Nach dem Abkühlen auf 90°C werden langsam 16,2 Gew.-Teile Dimethylethanolamin und an­ schließend 1248 Gew.-Teile deionisiertes Wasser einge­ rührt. Man erhält eine feinteilige Dispersion mit einem pH-Wert von 7,8 einem nichtflüchtigen Anteil von 60 Gew.-% und einer Säurezahl von 30 mg KOH/g.

E. Herstellung eines wäßrigen Metallic-Basislacks (Vergleichsbeispiel)

Es werden 33,5 Gew.-Teile Verdickungsmittel (Paste eines Natrium-Magnesium-Silikates mit Schichtstruktur *[Laponite RD], 3%ig in Wasser) vorgelegt.

Dazu wird eine Lösung aus 4,3 Gew.-Teilen Butylglykol und 6,0 Gew.-Teilen einer 90%igen Lösung eines handelsübli­ chen wasserverdünnbaren Melamin-Formaldehydharzes in Iso­ butanol (Cymel 327® [Handelsprodukt der American Cyanamid Company]) unter Rühren zugegeben. Anschließend werden dieser Mischung 33,3 Gew.-Teile der PUR- Dispersion gemäß C und 0,4 Gew.-Teile Dimethylethanol­ aminlösung (10%ig in H₂O) unter Rühren zugegeben. Ge­ trennt davon wird eine Aluminiumpigmentaufschlämmung wie folgt hergestellt: 4,4 Gew.-Teile einer handelsüblichen chromatierten Aluminiumpaste (65%ig in Benzin/Solvent­ naphta/Butylglycol, durchschnittlicher Teilchendurchmes­ ser: 15 µm), werden unter Zugabe von 4 Gew.-Teilen Butyl­ glykol homogenisiert. Zu dieser Aufschlämmung werden an­ schließend 6,4 Gew.-Teile des wasserlöslichen Poly­ esterharzes gemäß D und 1,0 Gew.-Teile Polypropylengly­ kol (zahlenmittleres Molekulargewicht: 900) gegeben. Diese Aluminiumpigmentaufschlämmung wird in die oben be­ schriebene Mischung eingerührt. Danach werden noch 6,7 Gew.- Teile deionisiertes Wasser zugegeben und mit Dime­ thylethanolaminlösung (10%ig in Wasser) ein pH-Wert von 7,65-7,85 eingestellt.

F. Herstellung eines erfindungsgemäßen wäßrigen Metallic- Basislackes

Es werden 33,5 Gew.-Teile Verdickungsmittel (Paste eines Natrium-Magnesium-Silikates mit Schichtstruktur [Laponite RD], 3%ig in Wasser) vorgelegt.

Dazu wird eine Lösung aus 4,3 Gew.-Teilen Butylglykol und 6,0 Gew.-Teilen einer 90%igen Lösung eines handelsübli­ chen wasserverdünnbaren Melamin-Formaldehydharzes in Iso­ butanol (Cymel 327®) unter Rühren zugegeben. Anschließend werden dieser Mischung 33,3 Gew.-Teile der PUR Dispersion gemäß C, 0,4 Gew.-Teile Dimethylethanolaminlösung (10%ig in Wasser) und 4,8 Gew.-Teile der Polyacrylatharzdisper­ sion gemäß A 1 nacheinander unter Rühren zugegeben. Ge­ trennt davon wird eine Aluminiumpigmentaufschlämmung wie folgt hergestellt: 4,4 Gew.-Teile einer handelsüblichen chromatierten Aluminiumpaste (65%ig in Benzin/Solvent­ naphta/Butylglycol, durchschnittlicher Teilchendurchmes­ ser: 15 µm) werden unter Zugabe von 4 Gew.-Teilen Butyl­ glykol homogenisiert. Zu dieser Aufschlämmung werden an­ schließend 3,2 Gew.-Teile des wasserlöslichen Polyester­ harzes gemäß D und 1,0 Gew.-Teile Polypropylenglykol (zahlenmittleres Molekulargewicht: 900) gegeben. Diese Aluminiumpigmentaufschlämmung wird in die oben beschrie­ bene Mischung eingerührt. Danach werden noch 3,8 Gew.- Teile deionisiertes Wasser zugegeben und mit Dime­ thylethanolaminlösung (10%ig in Wasser) ein pH-Wert von 7,65-7,85 eingestellt.

G. Applikation und Prüfung der wäßrigen Metallic- Basislacke

Die gemäß E und F hergestellten wäßrigen Metallic- Basislacke werden mit destilliertem Wasser auf einen Applikationsfestkörper von 24,2 Gew.-% eingestellt und auf ein mit einer handelsüblichen Elektrotauchlackierung und einem handelsüblichen Füller beschichtetes phospha­ tiertes Stahlblech so appliziert, daß eine Trockenfilm­ dicke von 12-15 µm erhalten wird. Die applizierten Ba­ sislacke werden 10 min bei Raumtemperatur und 10 min bei 80°C im Umluftofen getrocknet. Dann wird ein handels­ üblicher 2-K-Klarlack auf Basis Polyacrylat/Polyisocyanat appliziert, anschließend wird kurz abgelüftet und 20 min bei 140°C im Umluftofen eingebrannt.

Prüfergebnisse

Prüfung der Viskositätsstabilität bei Scherbelastung

Zur Prüfung der Viskositätsstabilität bei Scherbelastung wurden Klarlackauszüge (Klarlackauszug = Basislack ohne Pigmente) der Basislacke gemäß E und F mit einem Blatt­ rührer 1 h lang stark gerührt und anschließend in einem Viskosimeter mit einem Schergefälle von 0 bis 50 s^-1 ge­ schert und vermessen. Der Klarlackauszug des Basislackes gemäß E zeigte einen Viskositätsabfall von ca. 40%. Der Klarlackauszug des Basislackes gemäß F zeigte dagegen nur einen Viskositätsabfall von kleiner 10%. Dieser geringe Viskositätsabfall hat keine negativen Auswirkungen auf das Applikationsverhalten und das Absetzverhalten.

H. Herstellung einer Pigmentpaste für wäßrige Uni- Basislacke

Es werden 10 Gew.-Teile Verdickungsmittel (Paste eines Natrium-Magnesium-Silikates mit Schichtstruktur, 3%ig in Wasser) vorgelegt: Dazu werden unter Rühren 4,5 Gew.- Teile Dimethylethanolaminlösung (10%ig in Wasser), 2 Gew.- Teile Polypropylenglykol (Molekulargewicht 900), 46,70 Gew.-Teile des Polyesterharzes gemäß D und 23,35 Gew.- Teile deionisiertes Wasser zugegeben. Dann werden folgende Pigmente einzeln zugegeben und eingerührt: 2,65 Gew.- Teile Irgazin Rot DPP BO® (Handelsprodukt der Ciba Geigy), 4,38 Gew.-Teile Cromophthalrot A2B® (Handelsprodukt der Ciba Geigy), 5,29 Gew.-Teile Novoperm Orange H2 70® (Handelsprodukt der Hoechst AG) und 1,13 Gew.-Teile Sicotan Gelb 2 1912® (Handelsprodukt der BASF AG). Schließlich wird die Mischung 20 min. unter einem üblichen Labordissolver homogenisiert. Anschließend wird auf einer üblichen Laborperlmühle bis zu einer Kornfeinheit nach Hegmann (ISO 152) von 5 µm gemahlen.

Der pH-Wert der Pigmentpaste sollte zwischen 8-8,5 lie­ gen, sonst wird er mit einer Dimethylethanolaminlösung (10%ig in Wasser) auf diesen Wert eingestellt.

I. Herstellung wäßriger Uni-Basislacke

Unter Verwendung der Pigmentpaste und den unten aufge­ führten Bestandteilen werden zwei Uni-Basislacke herge­ stellt, wobei der Uni-Basislacke 2 als Vergleichsbeispiel anzusehen ist. In beiden Basislacken ist das Gewichtsver­ hältnis von Pigment zu Festharz und das Gewichtsverhält­ nis von OH-haltigem Festharz zu Melaminformaldehydharz gleich.

Die o. g. Bestandteile werden nacheinander unter Rühren gemischt. Bei den Zahlenangaben handelt es sich um Gewichtsteile. Die so erhaltenen Basislacke werden auf eine Viskosität von 28 s (DIN 4) eingestellt. Uni-Basis­ lack 1 weist bei dieser Viskosität einen Feststoffgehalt von 34 Gew.-% (1 h, 130°C) und Uni-Basislack 2 einen Feststoffgehalt von 28,3 Gew.-% (1 h, 130°C) auf.

J. Applikation und Prüfung der Uni-Basislacke

Die gemäß I. hergestellten wäßrigen Uni-Basislacke werden nach 48 stündiger Lagerung nach folgendem Verfahren auf mit einer handelsüblichen Elektrotauchlackierung und einem handelsüblichen Füller beschichtete phosphatierte Stahlbleche appliziert: pneumatische Spritzapplikation bei einer relativen Luftfeuchte von 60% und einer Tempe­ ratur von 23°C mit einem Druckgefäß, zweimaliger Auftrag, mit 2 Minuten Zwischenablüften nach dem ersten Auftrag, 1 Minute Ablüften nach dem zweiten Auftrag und 10 Minuten Trocknen bei 80°C im Umluftofen. Danach wird der han­ delsübliche Klarlack auf Basis Polyacrylat/Melaminform­ aldehydharz appliziert, kurz abgelüftet und 30 Minuten bei 130°C eingebrannt:

Die Prüfung der so erhaltenen Zweischichtlackierung lieferte folgende Ergebnisse:

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen, schützenden und/oder dekorativen Lackierung, bei dem

• (1) als Basislack ein wäßriger pigmentierter Ba­ sislack auf die Substratoberfläche aufge­ bracht wird
• (2) aus dem in Stufe (1) aufgebrachten Lack ein Polymerfilm gebildet wird.
• (3) auf der so erhaltenen Basisschicht ein tran­ sparenter Decklack aufgebracht wird und an­ schließend
• (4) die Basisschicht zusammen mit dem Decklack eingebrannt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der Basislack ein wasserverdünnbares Polyacrylatharz enthält, das erhältlich ist, indem

• (I)
  • (a1) 40 bis 90, vorzugsweise 40 bis 80 Gew.-% ei­ nes im wesentlichen carboxylgruppenfreien (Meth)acrylsäureesters oder eines Gemisches aus solchen (Meth)acrylsäureestern
  • (a2) 0 bis 45, vorzugsweise 4 bis 34 Gew.-% eines ethylenisch ungesättigten Monomeren, das mindestens eine Hydroxylgruppe pro Molekül trägt und im wesentlichen carboxylgruppen­ frei ist oder eines Gemisches aus solchen Monomeren und
  • (a3) 0 bis 40, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-% ei­ nes im wesentlichen carboxylgruppenfreien, von (a1) und (a2) verschiedenen ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren
• zu einem organischen Lösungsmittel oder Lösemittel­ gemisch gegeben und in Gegenwart mindestens eines Polymerisationsinitiators polymerisiert werden und
• (II)
  nachdem mindestens 80 Gew.-% der in Stufe (I) zu­ gegebenen Monomeren umgesetzt worden sind
  • (b1) 2,5 bis 15, vorzugsweise 3 bis 7 Gew.-% ei­ nes mindestens eine Carboxylgruppe pro Mole­ kül tragenden ethylenisch ungesättigten Mo­ nomeren oder eines Gemisches aus solchen Mo­ nomeren und
  • (b2) 0 bis 60, vorzugsweise 0 bis 28 Gew.-% eines im wesentlichen carboxylgruppenfreien ethy­ lenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren
• zugegeben werden und weiterpolymerisiert wird und
• (III)
  das nach Beendigung der Polymerisation erhaltene Polyacrylatharz zumindest teilweise neutralisiert und in Wasser dispergiert wird, wobei die Summe der Ge­ wichtsanteile von (a1), (a2), (a3), (b1) und (b2) stets 100 Gew.-% ergibt und (a1), (a2), (a3), (b1) und (b2) in Art und Menge so ausgewählt werden, daß das aus (a1), (a2), (a3), (b1) und (b2) erhaltene Po­ lyacrylatharz eine Hydroxylzahl von 0 bis 200, vor­ zugsweise 20 bis 120, eine Säurezahl von 20 bis 100, vorzugsweise 25 bis 50 und eine Glasübergangstempera­ tur (T_G) von -40 bis +60°C, vorzugsweise -20 bis +40°C, aufweist.

2. Wäßriger, pigmentierter Lack enthaltend ein was­ serverdünnbares Polyacrylatharz, das erhältlich ist, indem

• (I)
  • (a1) 40 bis 90, vorzugsweise 40 bis 80 Gew.-% ei­ nes im wesentlichen carboxylgruppenfreien (Meth)acrylsäureesters oder eines Gemisches aus solchen (Meth)acrylsäureestern
  • (a2) 0 bis 45, vorzugsweise 4 bis 34 Gew.-% eines ethylenisch ungesättigten Monomeren, das mindestens eine Hydroxylgruppe pro Molekül trägt und im wesentlichen carboxylgruppen­ frei ist, oder eines Gemisches aus solchen Monomeren und
  • (a3) 0 bis 40, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-% eines im wesentlichen carboxylgruppenfreien, von (a1) und (a2) verschiedenen ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren
• zu einem organischen Lösemittel oder Lösemittel­ gemisch gegeben und in Gegenwart mindestens eines Polymerisationsinitiators polymerisiert werden, und
• (II)
  nachdem mindestens 80 Gew.-% der in Stufe (I) zugege­ benen Monomeren umgesetzt worden sind
  • (b1) 2,5 bis 15, vorzugsweise 3 bis 7 Gew.-% eines mindestens eine Carboxylgruppe pro Molekül tra­ genden ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren und
  • (b2) 0 bis 60, vorzugsweise 0 bis 28 Gew.-% eines im wesentlichen carboxylgruppenfreien ethy­ lenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren
• zugegeben werden und weiterpolymerisiert wird, und
• (III)
  das nach Beendigung der Polymerisation erhaltene Polyacrylatharz zumindest teilweise neutralisiert und in Wasser dispergiert wird, wobei die Summe der Gewichtsanteile von (a1), (a2), (a3), (b1) und (b2) stets 100 Gew.-% ergibt und (a1), (a2), (a3), (b1) und (b2) in Art und Menge so ausge­ wählt werden, daß das aus (a1), (a2), (a3), (b1) und (b2) erhaltene Polyacrylatharz eine Hydroxyl­ zahl von 0 bis 200, vorzugsweise 20 bis 120, eine Säurezahl von 20 bis 100, vorzugsweise 25 bis 50 und eine Glasübergangstemperatur (T_G) von -40 bis +60°C, vorzugsweise -20 bis +40°C, aufweist.

3. Verfahren oder Lack nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Basislack ein Me­ tallpigment oder eine Mischung aus Metallpigmen­ ten enthält.

4. Verfahren oder Lack nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stufen (I) und (II) bei einer Temperatur von 80 bis 160°C, vorzugsweise 110 bis 160°C in Gegenwart mindestens eines freie Radikale bildenden Initia­ tors polymerisiert wird und daß die Stufe (I) 2 bis 8 Stunden, vorzugsweise 3 bis 6 Stunden dauert und die Zugabe der Komponenten (b1) und gegebenenfalls (b2) innerhalb von 10 bis 90 Minu­ ten, vorzugsweise innerhalb von 30 bis 75 Minu­ ten, erfolgt.

5. Verfahren oder Lack nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß (b1) und ge­ gebenenfalls (b2) erst dann zugegeben werden, wenn mindestens 90 Gew.-% der in Stufe (I) zuge­ gegebenen Monomeren umgesetzt worden sind.

6. Verfahren oder Lack nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Basislack bzw. Lack neben dem wasserverdünnbaren Polyacrylatharz noch ein wasserverdünnbares Polyurethanharz und/oder ein wasserverdünnbares Polyesterharz und/oder ein wasserverdünnbares Aminoplastharz enthält.

7. Verfahren oder Lack nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Basislack bzw. Lack ein nichtmetallisches Pigment oder eine Mischung aus nichtmetallischen Pigmenten und eine Mischung aus

• (A) 10 bis 95, vorzugsweise 25 bis 70 Gew.-% des wasserverdünnbaren Polyacrylatharzes,
• (B) 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-% ei­ nes Aminoplastharzes,
• (C) 0 bis 85, vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-% ei­ nes wasserverdünnbaren Polyesterharzes und
• (D) 0 bis 85, vorzugsweise 0 bis 40 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Polyurethanharzes enthält,

wobei die Summe der Gewichtsanteile der Komponen­ ten (A) bis (D) stets 100 Gew.-% beträgt.

8. Verfahren oder Lack nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Basislack bzw. Lack ein Metallpigment und eine Mischung aus

• (A) 0,1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Polyacrylatharzes,
• (B) 0 bis 50, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-% eines Aminoplastharzes,
• (C) 0 bis 50, bevorzugt 15 bis 40 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Polyesterharzes und
• (D) 10 bis 99,9, vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Polyurethanharzes

enthält, wobei die Summe der Gewichtsanteile der Komponenten (A) bis (D) stets 100 Gew.-% beträgt.

9. Verfahren oder Lack nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserver­ dünnbare Polyesterharz erhältlich ist, indem

• (α) Polyole oder ein Gemisch aus Polyolen und
• (β) Polycarbonsäuren oder Polycarbonsäureanhy­ dride oder ein Gemisch aus Polycarbonsäuren und/oder Polycarbonsäureanhydriden zu einem Polyesterharz mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 600 bis 5000, vorzugsweise 800 bis 2500, einer Säurezahl von 20 bis 70, vorzugsweise 25 bis 55 und einer Hydroxylzahl von 30 bis 200, vorzugsweise 45 bis 100 umge­ setzt werden und das erhaltene Polyesterharz wenigstens teilweise neutralisiert wird, wobei
  • - die Komponenten (α) und (β) in einem molaren Verhältnis von 1,15 - 2,00 : 1, vorzugsweise 1,2-1,5 : 1 eingesetzt werden,
  • - die Komponente (α) zu 30 bis 100 Mol-% aus aliphatischen Diolen besteht, die mindestens ein α-C-Atom enthalten, das sekundär, tertiär oder Glied eines kohlenstoffhaltigen Ringsy­ stems ist und
  • - die Komponente (β) zu 50 bis 100 Mol-% aus aromatischen und/oder cycloaliphatischen Po­ lycarbonsäuren und zu 15 bis 40 Mol-% aus Tri- und/oder Tetracarbonsäuren besteht, wobei die Tri- und/oder Tetracarbonsäuren so eingesetzt werden, daß sie im statistischen Mittel über mindestens zwei Carboxylgruppen in die Polyesterharzmoleküle eingebaut werden.

10. Verfahren oder Lack nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (β) zu 50 bis 80 Mol-% aus aromatischen und/oder cyclo­ aliphatischen Polycarbonsäuren und zu 20 bis 50 Mol-% aus einer oder mehreren polymeren Fettsäuren besteht, wobei polymere Fettsäuren nicht als cycloaliphatische Polycarbonsäuren angesehen werden.

11. Verwendung des wäßrigen Lacks nach einem der An­ sprüche 2 bis 10 als Basislack zur Herstellung von mehrschichtigen, schützenden und/oder dekora­ tiven Lackierungen des basecoat/clearcoat Typs.